高一物理上冊必修1《時間和位移》教案【一】
教學準備
教學目標
知識與技能
1.知道時間和時刻的區(qū)別和聯(lián)系.
2.理解位移的概念，了解路程與位移的區(qū)別.
3.知道標量和矢量，知道位移是矢量，時間、時刻和路程是標量.
4.能用數軸或一維直線坐標表示時刻和時間、位置和位移.
5.知道時刻與位置、時間與位移的對應關系.
過程與方法
1.圍繞問題進行充分的討論與交流，聯(lián)系實際引出時間、時刻、位移、路程等，要使學生學會將抽象問題形象化的處理方法.
2.會用坐標表示時刻與時間、位置和位移及相關方向
3.會用矢量表示和計算質點位移，用標量表示路程.
情感態(tài)度與價值觀
1.通過時間位移的學習，要讓學生了解生活與物理的關系，同時學會用科學的思維看待事實.
2.通過用物理量表示質點不同時刻的不同位置，不同時間內的不同位移(或路程)的體驗，領略物理方法的奧妙，體會科學的力量.
3.養(yǎng)成良好的思考表述習慣和科學的價值觀.
4.從知識是相互關聯(lián)、相互補充的思想中，培養(yǎng)同學們建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點.
教學重難點
教學重點
1.時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系
2.位移的概念以及它與路程的區(qū)別.
教學難點
1.幫助學生正確認識生活中的時間與時刻.
2.理解位移的概念，會用有向線段表示位移.
教學工具
教學課件
教學過程
[引入新課]
師：上節(jié)課我們學習了描述運動的幾個概念，大家想一下是哪幾個概念?
生：質點、參考系、坐標系.
師：大家想一下，如果僅用這幾個概念，能不能全面描述物體的運動情況?
生：不能.
師：那么要準確、全面地描述物體的運動，我們還需要用到哪些物理概念?
一部分學生可能預習過教材，大聲回答，一部分學生可能忙著翻書去找.
師指導學生快速閱讀教材第一段，并粗看這節(jié)課的黑體字標題，提出問題：要描述物體的機械運動，本節(jié)課還將從哪幾個方面去描述?
生通過閱讀、思考，對本節(jié)涉及的概念有個總體印象，知道這些概念都是為了進一步描述物體的運動而引入的，要研究物體的運動還要學好這些基本概念.
引言：宇宙萬物都在時間和空間中存在和運動.我們每天按時上課、下課、用餐、休息。從幼兒園、小學、中學，經歷一年又一年，我們在時間的長河里成長.對于時間這個名詞，我們并不陌生，你能準確說出時間的含義嗎?物體的任何機械運動都伴隨著物體在空間中位置的改變，你們用什么來量度物體位置的改變呢?這就是我們今天要研究的課題--§1.2 時間和位移.
[新課教學]
一、時刻和時間間隔
[討論與交流]
指導學生仔細閱讀“時刻和時間間隔”一部分，然后用課件投影展示本校作息時間表.
師：同時提出問題;
1.結合教材，你能列舉出哪些關于時間和時刻的說法?
2.觀察教材第14頁圖1.2-1，如何用數軸表示時間?
學生在教師的指導下，自主閱讀，積極思考，然后每四人一組展開討論，每
組選出代表，發(fā)表見解，提出問題.
生：我們開始上課的“時間”：8：00就是指的時刻;下課的“時間”：8：45也是指的時刻.這樣每個活動開始和結束的那一瞬間就是指時刻.
生：我們上一堂課需要45分鐘，做眼保健操需要5分鐘，這些都是指時間間隔，每一個活動所經歷的一段時間都是指時間間隔.
師：根據以上討論與交流，能否說出時刻與時間的概念.
教師幫助總結并回答學生的提問.
師：時刻是指某一瞬時，時間是時間間隔的簡稱，指一段持續(xù)的時間間隔。兩個時刻的間隔表示一段時間.
讓學生再舉出一些生活中能反映時間間隔和時刻的實例，并讓他們討論.
教師利用課件展示某一列車時刻表，幫助學生分析列車運動情況.
(展示問題)根據下列“列車時刻表”中的數據，列車從廣州到長沙、鄭州和北京西站分別需要多長時間?
T15站名T16
18：19北京西14：58
00：35 00：41鄭州08：42 08：36
05：49 05：57武昌03：28 03：20
09：15 09：21長沙23：59 23：5l
16：25廣州16：52
參考答案：6小時59分、15小時50分、22小時零6分.
(教師總結)
師：平常所說的“時間”，有時指時刻，有時指時間間隔，如有人問你：“你們什么時間上課啊?”這里的時間是指時間間隔嗎?
生：不是，實際上這里的時間就是指的時刻.
師：我們可以用數軸形象地表示出時刻和時間間隔.
教師課件投放教材圖1.2-1所顯示的問題，將其做成F1ash動畫.
學生分組討論，然后說說怎樣用時間軸表示時間和時刻.
生：時刻：在時間坐標軸上用一點來表示時刻.時間：兩個時刻的間隔表示一段時間.一段時間在時間坐標軸上用一線段表示.
師：為了用具體數字說明時間，必須選擇某一時刻作為計時起點，計時起點的選擇是人為的.單位秒(s).
師：下圖1-2-1給出了時間軸，請你說出第3秒，前3秒，第3秒初第3秒末，第n秒的意義.
答：
1.學習了時間與時刻，藍仔、紅孩、紫珠和黑柱發(fā)表了如下一些說法，正確的是…( )
A. 藍仔說，下午2點上課，2點是我們上課的時刻
B.紅孩說，下午2點上課，2點是我們上課的時間
C.紫珠說，下午2點上課，2點45分下課，上課的時刻是45分鐘
D.黑柱說，2點45分下課，2點45分是我們下課的時間
答案：A
2.關于時刻和時間，下列說法中正確的是…………………………………( )
A. 時刻表示時間較短，時間表示時間較長 B.時刻對應位置，時間對應位移
C. 作息時間表上的數字表示時刻 D.1 min內有60個時刻
答案：BC
解析：緊扣時間和時刻的定義及位置、位移與時刻、時間的關系，可知B、C正確，A錯.一段時間內有無數個時刻，因而D錯.
以下提供幾個課堂討論與交流的例子，僅供參考.
[討論與交流]：我國在2003年10月成功地進行了首次載人航天飛行.10月15日09時0分，“神舟”五號飛船點火，經9小時40分50秒至15日18時40分50秒，我國宇航員楊利偉在太空中層示中國國旗和聯(lián)合國旗，再經11小時42分10秒至16日06時23分，飛船在內蒙古中部地區(qū)成為著陸.在上面給出的時間或時刻中，哪些指的是時間，哪些又指的是時刻?
參考答案：這里的“10月15日09時0分”、“15日18時40分50秒”和“16日06時23分”，分別是指這次航天飛行點火、展示國旗和著陸的時刻，而“9小時40分50秒”和“11小時62分10秒”分別指的是從點火到展示國旗和從展示國旗到著陸所用的時間.
二、路程和位移
(情景展示)中國西部的塔克拉瑪干沙漠是我國最大的沙漠，在沙漠中，遠眺不見邊際，抬頭不見飛鳥.沙漠中布滿了100～200m高的沙丘.像大海的巨浪，人們把它稱為“死亡之海”.
許多穿越這個沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而喪生.歸結他們失敗的原因都是因為在沙漠中搞不清這樣三個問題：我在哪里?我要去哪里?選哪條路線最佳?而這三個問題涉及三個描述物體運動的物理量：位置、位移、路程.
師：(投影中國地圖)讓學生思考：從北京到重慶，觀察地圖，你有哪些不同的選擇?這些選擇有何相同或不同之處?
生：從北京到重慶，可以乘汽車，也可以乘火車或飛機，還可以中途改變交通工具.選擇的路線不同，運動軌跡不同，但就位置變動而言，都是從北京來到了重慶.
師：根據上面的學習，你能給出位移及路程的定義嗎?
生：位移：從物體運動的起點指向運動的終點的有向線段.位移是表示物體位置變化的物理量.國際單位為米(m).
路程：路程是質點實際運動軌跡的長度.(板)
在坐標系中，我們也可以用數學的方法表示出位移.
實例：質點從A點運動到B點，我們可以用有方向的線段來表示位移，從初始位置A向末位置B畫有向線段，展示教材圖1.2-3.
[討論與交流]
請看下面的一段對話，找出里面的哪些語言描述了位置，哪些語言描述了位置的變動.哪些是指路程，哪些是指位移.
甲：同學，請問紅孩去哪里了?
乙：他去圖書室了，五分鐘前還在這兒.
甲：圖書室在哪兒?
乙指著東北的方向說：在那個方位.
甲：我還是不知道怎么走過去，有最近的路可去嗎?
乙：你可以從這兒向東到孔子像前再往北走，就能看見了.
丙加入進來，說道;也可以先向北走，再向東，因為那邊有好風景可看.
甲：最近要多遠?
乙：大概要三百米吧.
丙開玩笑說;不用，你如果能從索道直線到達也就是一百米.
乙：別騙人了，哪有索道啊!
丙：我是開玩笑的，那只好辛苦你了，要走曲線.
甲：謝謝你們兩位，我去找他了.
學生分組討論后，選代表回答問題.
生1：乙手指的方向--東北，就是甲在找紅孩的過程中發(fā)生的位移的方向.
生2：里面的三百米是指路程，一百米的直線距離是指位移的大小.
生3：他們談話的位置和圖書室是兩個位置，也就是甲在找紅孩過程中的初末位置.
請你舉出生活中更常見的例子說明路程和位移.(圍繞跑道跑一圈的位移和路程)
[討論與思考]
1.(用課件展示中國地圖)在地圖上查找上海到烏魯木齊的鐵路.請根據地圖中的比例尺估算一下，坐火車從上海到烏魯木齊的位移和經過的路程分別是多少?
閱讀下面的對話：
甲：請問到市圖書館怎么走?
乙：從你所在的市中心向南走400 m到一個十字路口，再向東走300m就到了.
甲：謝謝!
乙：不用客氣.
請在圖1-2-3上把甲要經過的路程和位移表示出來.
師：請你歸納一下：位移和路程有什么不同?
生1：位移是矢量，有向線段的長度表示其大小，有向線段的方向表示位移的方向.
生2：質點的位移與運動路徑無關，只與初位置、末位置有關.
生3：位移與路程不同，路程是質點運動軌跡的長度，路程只有大小沒有方向，是標量.
教師提出問題
師：位移的大小有沒有等于路程的時候?
學生討論后回答，并交流自己的看法.
生：在直線運動中，位移的大小就等于路程。
教師適時點撥，畫一往復直線運動給學生討論.
生：在單方向的直線運動中，位移的大小就等于路程.
教師總結
師：只有在單向直線運動中，位移的大小才等于路程，在其他情況中，路程要大于位移的大小.
[課堂訓練]
下列關于位移和路程的說法中，正確的是………………( )
A位移大小和路程不一定相等，所以位移才不等于路程
B位移的大小等于路程，方向由起點指向終點
C位移描述物體相對位置的變化，路程描述路徑的長短
D位移描述直線運動，路程描述曲線運動
答案：C
解析：A選項表述的因果關系沒有意義，故A錯.位移的方向可以用從初位置指末位置的有向線段來表示，但位移的大小并不等于路程，往往是位移的大小小于等于路程，故選項B錯.位移和路程是兩個不同的物理量，位移描述物體位置的變化，路程描述物體運動路徑的長短，所以選項C正確.位移的大小和路程不一定相等，只有當物體做單向直線運動時，位移的大小才等于路程.無論是位移還是路程都既可以描述直線運動，也可以描述曲線運動，故選項D也是錯誤的.
三、矢量和標量
師：像位移這樣的物理量，既有大小又有方向，我們以前學過的物理量很多都只有大小，沒有方向，請同學們回憶并說給大家聽聽.
學生討論后回答
生：溫度、質量、體積、長度、時間、路程.
對于討論中學生可能提出這樣的問題，像電流、壓強這兩個學生學過的物理量，它們是有方向的，但它們仍然是標量.這在以后的學習中會更進一步加深對矢量和標量的認識.
學生閱讀課文后，說說矢量和標量的算法有什么不同.
生：兩個標量相加遵從算術加法的法則.
[討論與思考]
一位同學從操場中心A出發(fā)，向北走了40 m，到達C點，然后又向東走了30 m，到達B點.用有向線段表明他第一次、第二次的位移和兩次行走的合位移(即代表他的位置變化的最后結果的位移).三個位移的大小各是多少?你能通過這個實例總結出矢量相加的法則嗎?
解析：畫圖如圖1-2-4所示.矢量相加的法則是平行四邊形法則.
[討論與思考]
氣球升到離地面80m高空時，從氣球上掉下一物體，物體又上升了10 m高后才開始下落，規(guī)定向上方向為正方向.討論并回答下列問題，體會矢量的表示方向.
(1)物體從離開氣球開始到落到地面時的位移大小是多少米?方向如何?
(2)表示物體的位移有幾種方式?其他矢量是否都能這樣表示?注意體會“+”“-”號在表示方向上的作用.
解析：(1)一80m，方向豎直向下;(2)到現在有三種：語言表述法，如“位移的大小為80m，方向豎直向下”;矢量圖法;“+”“一”號法，如“規(guī)定豎直向上為正方向，則物體的位移為一80m”.
[課堂訓練]
(播放1 500m比賽的錄像片斷)
在標準的運動場上將要進行1 500米賽跑，上午9時20分50秒，發(fā)令槍響，某運動員從跑道上最內圈的起跑點出發(fā)，繞運動場跑了3圈多，到達終點，成績是4分38秒.請根據上面的信息討論以下問題，并注意題中有關時間、時刻、路程、位置變化的準確含義.
(1)該運動員從起跑點到達終點所花的時間是多少?(4分38秒)起跑和到達的時刻分別是多少?(上午9時20分50秒、上午9時25分28秒)
(2)該運動員跑過的路程是多少?(1 500米)他的位置變化如何?(起跑點到終點的連線)
四、直線運動的位置和位移
提出問題：我們怎樣用數學的方法描述直線運動的位置和位移?
如果物體做的是直線運動，運動中的某一時刻對應的是物體處在某一位置，如果是一段時間，對應的是這段時間內物體的位移.
如圖1-2-6所示，物體在時刻t1處于“位置”x1，在時刻t2運動到“位置”x2
那么(x2- x1)就是物體的“位移”，記為Δx =x2- x1
可見，要描述直線運動的位置和位移，只需建立一維坐標系，用坐標表示位置，用位置坐標的變化量表示物體位移.
在一維坐標系中，用正、負表示運動物體位移的方向.如圖1-2-7所示汽車A的位移為負值，B的位移則為正值.表明汽車B的位移方向為x軸正向，汽車A的位移方向為x軸負向.
課后小結
時間和時刻這兩個概念是同學們很容易混淆的，同學們要掌握時間坐標軸.在時間軸上，用點表示時刻，用線段表示一段時間間隔.位移和路程是兩個不同的物理量，位移是用來表示質點變動的，它的大小等于運動物體初、末位置間的距離，它的方向是從初位置指向末位置，是矢量;而路程是物體實際運動路徑的長度，是標量.只有物體做單向直線運動時，其位移大小才和路程相等，除此以外，物體的位移的大小總是小于路程.找位移的最好辦法是從初位置到末位置間畫有向線段.有向線段的方向就是位移的方向，有向線段的長度就是位移的大小.時刻對應位置，時間對應位移.在位置坐標軸上，用點來表示位置，用有向線段來表示位移.
本節(jié)課用到的數學知識和方法：用數軸來表示時間軸和位移軸，在時間軸上，點表示時刻，線段表示時間間隔.要選計時起點(零時刻)，計時起點前的時刻為負，計時起點后的時刻為正;在位移軸上，點表示某一時刻的位置，線段表示某段時間內的位移.要選位置參考點(位置零點)，直線運動中，可選某一單一方向作為正方向，朝正方向離開參考點的位置都為正，朝負方向離開參考點的位置都為負.位移方向與規(guī)定方向相同時為正，相反時為負.標量遵從算術加法的法則，矢量遵從三角形定則(或平行四邊形定則，以后會學到，不讓學生知道).
課后習題
教材第16頁問題與練習。
高一物理上冊必修1《時間和位移》教案【二】
教學準備
教學目標
知識與技能
1.知道時間和時刻的區(qū)別和聯(lián)系.
2.理解位移的概念，了解路程與位移的區(qū)別.
3.知道標量和矢量，知道位移是矢量，時間、時刻和路程是標量.
4.能用數軸或一維直線坐標表示時刻和時間、位置和位移.
5.知道時刻與位置、時間與位移的對應關系.
過程與方法
1.圍繞問題進行充分的討論與交流，聯(lián)系實際引出時間、時刻、位移、路程等，要使學生學會將抽象問題形象化的處理方法.
2.會用坐標表示時刻與時間、位置和位移及相關方向
3.會用矢量表示和計算質點位移，用標量表示路程.
情感態(tài)度與價值觀
1.通過時間位移的學習，要讓學生了解生活與物理的關系，同時學會用科學的思維看待事實.
2.通過用物理量表示質點不同時刻的不同位置，不同時間內的不同位移(或路程)的體驗，領略物理方法的奧妙，體會科學的力量.
3.養(yǎng)成良好的思考表述習慣和科學的價值觀.
4.從知識是相互關聯(lián)、相互補充的思想中，培養(yǎng)同學們建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點.
教學重難點
教學重點
1.時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系
2.位移的概念以及它與路程的區(qū)別.
教學難點
1.幫助學生正確認識生活中的時間與時刻.
2.理解位移的概念，會用有向線段表示位移
教學工具
多媒體、板書
教學過程
一、時刻和時間間隔
1.基本知識
(1)時刻是指某一瞬間，時間間隔表示某一過程.
(2)在表示時間的數軸上，時刻用點來表示，時間用線段來表示.
(3)在國際單位制中，表示時間和時刻的單位是秒，它的符號是s.
2.思考判斷
(1)時刻和時間間隔都是時間，沒有本質區(qū)別.(×)
(2)飛機8點40分從上海起飛，10點05分降落到北京，分別指的是兩個時間間隔.(×)
(3)2012年10月25日23時33分在西昌成功將第16顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射升空.25日23時33分，指的是時刻.(√)
探究交流
時間的常用單位有哪些?生活中、實驗室中有哪些常用的計時儀器?
【提示】在國際單位制中，時間的單位是秒，常用單位有分鐘、小時，還有年、月、日等.生活中用各種鐘表來計時，實驗室和運動場上常用停表來測量時間，若要比較精確地研究物體的運動情況，有時需要測量和記錄很短的時間，學校的實驗室中常用電磁打點計時器或電火花計時器來完成.
二、路程和位移
1.基本知識
(1)路程
物體運動軌跡的長度.
(2)位移
①物理意義：表示物體(質點)位置變化的物理量.
②定義：從初位置到末位置的一條有向線段.
③大小：初、末位置間有向線段的長度.
④方向：由初位置指向末位置.
2.思考判斷
(1)路程的大小一定大于位移的大小.(×)
(2)物體運動時，路程相等，位移一定也相等.(×)
(3)列車里程表中標出的北京到天津122 km，指的是列車從北京到天津的路程.(√)
探究交流
一個人從北京去重慶，可以乘火車，也可以乘飛機，還可以先乘火車到武漢，然后再乘輪船沿長江到重慶，如圖所示，則他的運動軌跡、位置變動、走過的路程和他的位移是否相同?
【提示】 他的運動軌跡不同，走過的路程不同;他的位置變動相同，位移相同.
三、矢量和標量
1.基本知識
(1)矢量
既有大小又有方向的物理量.如位移、力等.
(2)標量
只有大小、沒有方向的物理量.如質量、時間、路程等.
(3)運算法則
兩個標量的加減遵從算術加減法，而矢量則不同，后面將學習到.
2.思考判斷
(1)負5 m的位移比正3 m的位移小.(×)
(2)李強向東行進5 m，張偉向北行進也5 m，他們的位移不同.(√)
(3)路程是標量，位移是矢量.(√)
探究交流
溫度是標量還是矢量?+2 ℃和-5 ℃哪一個溫度高?
【提示】 溫度是標量，其正、負表示相對大小，所以+2 ℃比-5 ℃溫度高.
四、直線運動的位置和位移
1.基本知識
如圖所示，一個物體沿直線從A點運動到B點，若A、B兩點的位置坐標分別為xA和xB，則物體的位移為Δx=xB-xA.
若圖中的單位長度為1 m，則xA=3 m，xB=-2 m，Δx=-5_m.
2.思考判斷
(1)位置坐標就是位移.(×)
(2)初末兩位置坐標為正時，位移一定是正.(×)
(3)初末兩位置坐標為負時，位移可能為正.(√)
探究交流
上面例子中若物體到達B點接著又回到A點，那么第二個過程的位移是多少?整個過程的位移又是多少?
【提示】 第二個過程的位移為Δx=3 m-(-2 m)=5 m.整個過程的位移為零.
五、時間間隔與時刻的理解
【問題導思】
1.班里的作息時間表上的數據，表示的是時刻，還是表示時間間隔?
2.結合實際，你能列舉出哪些關于時間間隔和時刻的說法?
3.時間間隔與時刻怎么區(qū)分?
1.時刻與時間間隔的區(qū)別與聯(lián)系
2.表示時間的數軸
注意兩點：(1)第n s(內)是時間間隔，時間是1 s;
(2)第n s末與第(n+1)s初是同一時刻.
特別提醒
人們在日常生活中所說的“時間”，其含義不盡相同，有時是指時刻，有時是指時間間隔，在物理學中，“時間”的含義就是時間間隔.
例：以下畫線的數字指時刻的是( )
A.某中學的作息時間表上寫著，第四節(jié)：10∶15～10∶55
B.劉翔跨欄記錄為12.91_s
C.中央電視臺《星光大道》欄目每晚7∶30準時與您見面
D.午休從12∶10開始
【審題指導】 解答該題需注意以下兩點：
(1)時間間隔對應著某個事件所經歷的某個過程.
(2)時刻對應著某個事件開始、結束或進行到某一狀態(tài)時所對應的瞬間.
【答案】 ACD
六、路程和位移的理解
【問題導思】
1.在學校操場上，轉了一圈，位移和路程分別是多少?
2.位移和路程在大小上有什么關系?在什么情況下，位移的大小才等于路程?
3.位移與路徑有關嗎?路程與路徑呢?
路程和位移的比較如下表所示
特別提醒
1.如果某段時間內某物體通過的路程為零，則這段時間內物體靜止;但如果位移為零，則在這段時間內物體不一定靜止.
2.位移可用“+”、“-”表示，但位移的正、負不表示大小，僅表示方向.
例：同學們都喜歡上體育課，一年一度的學校運動會同學們更是期待很大.如圖所示為某學校田徑運動場跑道的示意圖，其中A點是所有跑步項目的終點，也是400 m、800 m賽跑的起跑點，B點是100 m賽跑的起跑點.在一次校運動會中，甲、乙、丙三位同學分別參加了100 m、400 m和800 m賽跑，則從開始比賽到比賽結束時( )
A.甲的位移最大
B.丙的位移最大
C.乙、丙的路程相等
D.丙的路程最大
【審題指導】 解答思路是：
路程→找軌跡→軌跡長度表示大小
位移→連線段→線段長度表示大小
【答案】 AD
規(guī)律總結：位移與路程的關系
1.位移與路程永遠不可能相同.因為位移是矢量，既有大小又有方向;而路程是標量，它只有大小沒有方向.兩者的運算法則不同.
2.位移大小與路程可能相等，一般情況下，位移大小都要小于路程，只有當物體做單向直線運動時，位移大小才與路程相等.
板書
§1.2時間和位移
1.時間時間是時間間隔的簡稱，指一段持續(xù)的時間間隔。兩個時刻的間隔表示一段時間，在時間坐標軸上對應于一段
2.時刻時刻是指某一瞬時，在時間坐標軸上對應于一點
3.位移初位置指向末位置的有向線段表示位移，描述物體位置的改變，是矢量，與運動路徑無關，只由初末位置決定
4.路程質點運動軌跡的長度，是標量，取決于物體運動路徑
5.矢量矢量既有大小，又有方向
6.標量只有大小，沒有方向，標量相加遵從算術加法的法則
7.位置用坐標表示位置
8.位移用位置坐標的變化量表示物體位移
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教學準備
教學目標
知識與技能
1.知道時間和時刻的區(qū)別和聯(lián)系.
2.理解位移的概念，了解路程與位移的區(qū)別.
3.知道標量和矢量，知道位移是矢量，時間、時刻和路程是標量.
4.能用數軸或一維直線坐標表示時刻和時間、位置和位移.
5.知道時刻與位置、時間與位移的對應關系.
過程與方法
1.圍繞問題進行充分的討論與交流，聯(lián)系實際引出時間、時刻、位移、路程等，要使學生學會將抽象問題形象化的處理方法.
2.會用坐標表示時刻與時間、位置和位移及相關方向
3.會用矢量表示和計算質點位移，用標量表示路程.
情感態(tài)度與價值觀
1.通過時間位移的學習，要讓學生了解生活與物理的關系，同時學會用科學的思維看待事實.
2.通過用物理量表示質點不同時刻的不同位置，不同時間內的不同位移(或路程)的體驗，領略物理方法的奧妙，體會科學的力量.
3.養(yǎng)成良好的思考表述習慣和科學的價值觀.
4.從知識是相互關聯(lián)、相互補充的思想中，培養(yǎng)同學們建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點.
教學重難點
教學重點
1.時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系
2.位移的概念以及它與路程的區(qū)別.
教學難點
1.幫助學生正確認識生活中的時間與時刻.
2.理解位移的概念，會用有向線段表示位移.
教學工具
教學課件
教學過程
[引入新課]
師：上節(jié)課我們學習了描述運動的幾個概念，大家想一下是哪幾個概念?
生：質點、參考系、坐標系.
師：大家想一下，如果僅用這幾個概念，能不能全面描述物體的運動情況?
生：不能.
師：那么要準確、全面地描述物體的運動，我們還需要用到哪些物理概念?
一部分學生可能預習過教材，大聲回答，一部分學生可能忙著翻書去找.
師指導學生快速閱讀教材第一段，并粗看這節(jié)課的黑體字標題，提出問題：要描述物體的機械運動，本節(jié)課還將從哪幾個方面去描述?
生通過閱讀、思考，對本節(jié)涉及的概念有個總體印象，知道這些概念都是為了進一步描述物體的運動而引入的，要研究物體的運動還要學好這些基本概念.
引言：宇宙萬物都在時間和空間中存在和運動.我們每天按時上課、下課、用餐、休息。從幼兒園、小學、中學，經歷一年又一年，我們在時間的長河里成長.對于時間這個名詞，我們并不陌生，你能準確說出時間的含義嗎?物體的任何機械運動都伴隨著物體在空間中位置的改變，你們用什么來量度物體位置的改變呢?這就是我們今天要研究的課題--§1.2 時間和位移.
[新課教學]
一、時刻和時間間隔
[討論與交流]
指導學生仔細閱讀“時刻和時間間隔”一部分，然后用課件投影展示本校作息時間表.
師：同時提出問題;
1.結合教材，你能列舉出哪些關于時間和時刻的說法?
2.觀察教材第14頁圖1.2-1，如何用數軸表示時間?
學生在教師的指導下，自主閱讀，積極思考，然后每四人一組展開討論，每
組選出代表，發(fā)表見解，提出問題.
生：我們開始上課的“時間”：8：00就是指的時刻;下課的“時間”：8：45也是指的時刻.這樣每個活動開始和結束的那一瞬間就是指時刻.
生：我們上一堂課需要45分鐘，做眼保健操需要5分鐘，這些都是指時間間隔，每一個活動所經歷的一段時間都是指時間間隔.
師：根據以上討論與交流，能否說出時刻與時間的概念.
教師幫助總結并回答學生的提問.
師：時刻是指某一瞬時，時間是時間間隔的簡稱，指一段持續(xù)的時間間隔。兩個時刻的間隔表示一段時間.
讓學生再舉出一些生活中能反映時間間隔和時刻的實例，并讓他們討論.
教師利用課件展示某一列車時刻表，幫助學生分析列車運動情況.
(展示問題)根據下列“列車時刻表”中的數據，列車從廣州到長沙、鄭州和北京西站分別需要多長時間?
T15站名T16
18：19北京西14：58
00：35 00：41鄭州08：42 08：36
05：49 05：57武昌03：28 03：20
09：15 09：21長沙23：59 23：5l
16：25廣州16：52
參考答案：6小時59分、15小時50分、22小時零6分.
(教師總結)
師：平常所說的“時間”，有時指時刻，有時指時間間隔，如有人問你：“你們什么時間上課啊?”這里的時間是指時間間隔嗎?
生：不是，實際上這里的時間就是指的時刻.
師：我們可以用數軸形象地表示出時刻和時間間隔.
教師課件投放教材圖1.2-1所顯示的問題，將其做成F1ash動畫.
學生分組討論，然后說說怎樣用時間軸表示時間和時刻.
生：時刻：在時間坐標軸上用一點來表示時刻.時間：兩個時刻的間隔表示一段時間.一段時間在時間坐標軸上用一線段表示.
師：為了用具體數字說明時間，必須選擇某一時刻作為計時起點，計時起點的選擇是人為的.單位秒(s).
師：下圖1-2-1給出了時間軸，請你說出第3秒，前3秒，第3秒初第3秒末，第n秒的意義.
答：
1.學習了時間與時刻，藍仔、紅孩、紫珠和黑柱發(fā)表了如下一些說法，正確的是…( )
A. 藍仔說，下午2點上課，2點是我們上課的時刻
B.紅孩說，下午2點上課，2點是我們上課的時間
C.紫珠說，下午2點上課，2點45分下課，上課的時刻是45分鐘
D.黑柱說，2點45分下課，2點45分是我們下課的時間
答案：A
2.關于時刻和時間，下列說法中正確的是…………………………………( )
A. 時刻表示時間較短，時間表示時間較長 B.時刻對應位置，時間對應位移
C. 作息時間表上的數字表示時刻 D.1 min內有60個時刻
答案：BC
解析：緊扣時間和時刻的定義及位置、位移與時刻、時間的關系，可知B、C正確，A錯.一段時間內有無數個時刻，因而D錯.
以下提供幾個課堂討論與交流的例子，僅供參考.
[討論與交流]：我國在2003年10月成功地進行了首次載人航天飛行.10月15日09時0分，“神舟”五號飛船點火，經9小時40分50秒至15日18時40分50秒，我國宇航員楊利偉在太空中層示中國國旗和聯(lián)合國旗，再經11小時42分10秒至16日06時23分，飛船在內蒙古中部地區(qū)成為著陸.在上面給出的時間或時刻中，哪些指的是時間，哪些又指的是時刻?
參考答案：這里的“10月15日09時0分”、“15日18時40分50秒”和“16日06時23分”，分別是指這次航天飛行點火、展示國旗和著陸的時刻，而“9小時40分50秒”和“11小時62分10秒”分別指的是從點火到展示國旗和從展示國旗到著陸所用的時間.
二、路程和位移
(情景展示)中國西部的塔克拉瑪干沙漠是我國最大的沙漠，在沙漠中，遠眺不見邊際，抬頭不見飛鳥.沙漠中布滿了100～200m高的沙丘.像大海的巨浪，人們把它稱為“死亡之海”.
許多穿越這個沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而喪生.歸結他們失敗的原因都是因為在沙漠中搞不清這樣三個問題：我在哪里?我要去哪里?選哪條路線最佳?而這三個問題涉及三個描述物體運動的物理量：位置、位移、路程.
師：(投影中國地圖)讓學生思考：從北京到重慶，觀察地圖，你有哪些不同的選擇?這些選擇有何相同或不同之處?
生：從北京到重慶，可以乘汽車，也可以乘火車或飛機，還可以中途改變交通工具.選擇的路線不同，運動軌跡不同，但就位置變動而言，都是從北京來到了重慶.
師：根據上面的學習，你能給出位移及路程的定義嗎?
生：位移：從物體運動的起點指向運動的終點的有向線段.位移是表示物體位置變化的物理量.國際單位為米(m).
路程：路程是質點實際運動軌跡的長度.(板)
在坐標系中，我們也可以用數學的方法表示出位移.
實例：質點從A點運動到B點，我們可以用有方向的線段來表示位移，從初始位置A向末位置B畫有向線段，展示教材圖1.2-3.
[討論與交流]
請看下面的一段對話，找出里面的哪些語言描述了位置，哪些語言描述了位置的變動.哪些是指路程，哪些是指位移.
甲：同學，請問紅孩去哪里了?
乙：他去圖書室了，五分鐘前還在這兒.
甲：圖書室在哪兒?
乙指著東北的方向說：在那個方位.
甲：我還是不知道怎么走過去，有最近的路可去嗎?
乙：你可以從這兒向東到孔子像前再往北走，就能看見了.
丙加入進來，說道;也可以先向北走，再向東，因為那邊有好風景可看.
甲：最近要多遠?
乙：大概要三百米吧.
丙開玩笑說;不用，你如果能從索道直線到達也就是一百米.
乙：別騙人了，哪有索道啊!
丙：我是開玩笑的，那只好辛苦你了，要走曲線.
甲：謝謝你們兩位，我去找他了.
學生分組討論后，選代表回答問題.
生1：乙手指的方向--東北，就是甲在找紅孩的過程中發(fā)生的位移的方向.
生2：里面的三百米是指路程，一百米的直線距離是指位移的大小.
生3：他們談話的位置和圖書室是兩個位置，也就是甲在找紅孩過程中的初末位置.
請你舉出生活中更常見的例子說明路程和位移.(圍繞跑道跑一圈的位移和路程)
[討論與思考]
1.(用課件展示中國地圖)在地圖上查找上海到烏魯木齊的鐵路.請根據地圖中的比例尺估算一下，坐火車從上海到烏魯木齊的位移和經過的路程分別是多少?
閱讀下面的對話：
甲：請問到市圖書館怎么走?
乙：從你所在的市中心向南走400 m到一個十字路口，再向東走300m就到了.
甲：謝謝!
乙：不用客氣.
請在圖1-2-3上把甲要經過的路程和位移表示出來.
師：請你歸納一下：位移和路程有什么不同?
生1：位移是矢量，有向線段的長度表示其大小，有向線段的方向表示位移的方向.
生2：質點的位移與運動路徑無關，只與初位置、末位置有關.
生3：位移與路程不同，路程是質點運動軌跡的長度，路程只有大小沒有方向，是標量.
教師提出問題
師：位移的大小有沒有等于路程的時候?
學生討論后回答，并交流自己的看法.
生：在直線運動中，位移的大小就等于路程。
教師適時點撥，畫一往復直線運動給學生討論.
生：在單方向的直線運動中，位移的大小就等于路程.
教師總結
師：只有在單向直線運動中，位移的大小才等于路程，在其他情況中，路程要大于位移的大小.
[課堂訓練]
下列關于位移和路程的說法中，正確的是………………( )
A位移大小和路程不一定相等，所以位移才不等于路程
B位移的大小等于路程，方向由起點指向終點
C位移描述物體相對位置的變化，路程描述路徑的長短
D位移描述直線運動，路程描述曲線運動
答案：C
解析：A選項表述的因果關系沒有意義，故A錯.位移的方向可以用從初位置指末位置的有向線段來表示，但位移的大小并不等于路程，往往是位移的大小小于等于路程，故選項B錯.位移和路程是兩個不同的物理量，位移描述物體位置的變化，路程描述物體運動路徑的長短，所以選項C正確.位移的大小和路程不一定相等，只有當物體做單向直線運動時，位移的大小才等于路程.無論是位移還是路程都既可以描述直線運動，也可以描述曲線運動，故選項D也是錯誤的.
三、矢量和標量
師：像位移這樣的物理量，既有大小又有方向，我們以前學過的物理量很多都只有大小，沒有方向，請同學們回憶并說給大家聽聽.
學生討論后回答
生：溫度、質量、體積、長度、時間、路程.
對于討論中學生可能提出這樣的問題，像電流、壓強這兩個學生學過的物理量，它們是有方向的，但它們仍然是標量.這在以后的學習中會更進一步加深對矢量和標量的認識.
學生閱讀課文后，說說矢量和標量的算法有什么不同.
生：兩個標量相加遵從算術加法的法則.
[討論與思考]
一位同學從操場中心A出發(fā)，向北走了40 m，到達C點，然后又向東走了30 m，到達B點.用有向線段表明他第一次、第二次的位移和兩次行走的合位移(即代表他的位置變化的最后結果的位移).三個位移的大小各是多少?你能通過這個實例總結出矢量相加的法則嗎?
解析：畫圖如圖1-2-4所示.矢量相加的法則是平行四邊形法則.
[討論與思考]
氣球升到離地面80m高空時，從氣球上掉下一物體，物體又上升了10 m高后才開始下落，規(guī)定向上方向為正方向.討論并回答下列問題，體會矢量的表示方向.
(1)物體從離開氣球開始到落到地面時的位移大小是多少米?方向如何?
(2)表示物體的位移有幾種方式?其他矢量是否都能這樣表示?注意體會“+”“-”號在表示方向上的作用.
解析：(1)一80m，方向豎直向下;(2)到現在有三種：語言表述法，如“位移的大小為80m，方向豎直向下”;矢量圖法;“+”“一”號法，如“規(guī)定豎直向上為正方向，則物體的位移為一80m”.
[課堂訓練]
(播放1 500m比賽的錄像片斷)
在標準的運動場上將要進行1 500米賽跑，上午9時20分50秒，發(fā)令槍響，某運動員從跑道上最內圈的起跑點出發(fā)，繞運動場跑了3圈多，到達終點，成績是4分38秒.請根據上面的信息討論以下問題，并注意題中有關時間、時刻、路程、位置變化的準確含義.
(1)該運動員從起跑點到達終點所花的時間是多少?(4分38秒)起跑和到達的時刻分別是多少?(上午9時20分50秒、上午9時25分28秒)
(2)該運動員跑過的路程是多少?(1 500米)他的位置變化如何?(起跑點到終點的連線)
四、直線運動的位置和位移
提出問題：我們怎樣用數學的方法描述直線運動的位置和位移?
如果物體做的是直線運動，運動中的某一時刻對應的是物體處在某一位置，如果是一段時間，對應的是這段時間內物體的位移.
如圖1-2-6所示，物體在時刻t1處于“位置”x1，在時刻t2運動到“位置”x2
那么(x2- x1)就是物體的“位移”，記為Δx =x2- x1
可見，要描述直線運動的位置和位移，只需建立一維坐標系，用坐標表示位置，用位置坐標的變化量表示物體位移.
在一維坐標系中，用正、負表示運動物體位移的方向.如圖1-2-7所示汽車A的位移為負值，B的位移則為正值.表明汽車B的位移方向為x軸正向，汽車A的位移方向為x軸負向.
課后小結
時間和時刻這兩個概念是同學們很容易混淆的，同學們要掌握時間坐標軸.在時間軸上，用點表示時刻，用線段表示一段時間間隔.位移和路程是兩個不同的物理量，位移是用來表示質點變動的，它的大小等于運動物體初、末位置間的距離，它的方向是從初位置指向末位置，是矢量;而路程是物體實際運動路徑的長度，是標量.只有物體做單向直線運動時，其位移大小才和路程相等，除此以外，物體的位移的大小總是小于路程.找位移的最好辦法是從初位置到末位置間畫有向線段.有向線段的方向就是位移的方向，有向線段的長度就是位移的大小.時刻對應位置，時間對應位移.在位置坐標軸上，用點來表示位置，用有向線段來表示位移.
本節(jié)課用到的數學知識和方法：用數軸來表示時間軸和位移軸，在時間軸上，點表示時刻，線段表示時間間隔.要選計時起點(零時刻)，計時起點前的時刻為負，計時起點后的時刻為正;在位移軸上，點表示某一時刻的位置，線段表示某段時間內的位移.要選位置參考點(位置零點)，直線運動中，可選某一單一方向作為正方向，朝正方向離開參考點的位置都為正，朝負方向離開參考點的位置都為負.位移方向與規(guī)定方向相同時為正，相反時為負.標量遵從算術加法的法則，矢量遵從三角形定則(或平行四邊形定則，以后會學到，不讓學生知道).
課后習題
教材第16頁問題與練習。
高一物理上冊必修1《時間和位移》教案【二】
教學準備
教學目標
知識與技能
1.知道時間和時刻的區(qū)別和聯(lián)系.
2.理解位移的概念，了解路程與位移的區(qū)別.
3.知道標量和矢量，知道位移是矢量，時間、時刻和路程是標量.
4.能用數軸或一維直線坐標表示時刻和時間、位置和位移.
5.知道時刻與位置、時間與位移的對應關系.
過程與方法
1.圍繞問題進行充分的討論與交流，聯(lián)系實際引出時間、時刻、位移、路程等，要使學生學會將抽象問題形象化的處理方法.
2.會用坐標表示時刻與時間、位置和位移及相關方向
3.會用矢量表示和計算質點位移，用標量表示路程.
情感態(tài)度與價值觀
1.通過時間位移的學習，要讓學生了解生活與物理的關系，同時學會用科學的思維看待事實.
2.通過用物理量表示質點不同時刻的不同位置，不同時間內的不同位移(或路程)的體驗，領略物理方法的奧妙，體會科學的力量.
3.養(yǎng)成良好的思考表述習慣和科學的價值觀.
4.從知識是相互關聯(lián)、相互補充的思想中，培養(yǎng)同學們建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點.
教學重難點
教學重點
1.時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系
2.位移的概念以及它與路程的區(qū)別.
教學難點
1.幫助學生正確認識生活中的時間與時刻.
2.理解位移的概念，會用有向線段表示位移
教學工具
多媒體、板書
教學過程
一、時刻和時間間隔
1.基本知識
(1)時刻是指某一瞬間，時間間隔表示某一過程.
(2)在表示時間的數軸上，時刻用點來表示，時間用線段來表示.
(3)在國際單位制中，表示時間和時刻的單位是秒，它的符號是s.
2.思考判斷
(1)時刻和時間間隔都是時間，沒有本質區(qū)別.(×)
(2)飛機8點40分從上海起飛，10點05分降落到北京，分別指的是兩個時間間隔.(×)
(3)2012年10月25日23時33分在西昌成功將第16顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射升空.25日23時33分，指的是時刻.(√)
探究交流
時間的常用單位有哪些?生活中、實驗室中有哪些常用的計時儀器?
【提示】在國際單位制中，時間的單位是秒，常用單位有分鐘、小時，還有年、月、日等.生活中用各種鐘表來計時，實驗室和運動場上常用停表來測量時間，若要比較精確地研究物體的運動情況，有時需要測量和記錄很短的時間，學校的實驗室中常用電磁打點計時器或電火花計時器來完成.
二、路程和位移
1.基本知識
(1)路程
物體運動軌跡的長度.
(2)位移
①物理意義：表示物體(質點)位置變化的物理量.
②定義：從初位置到末位置的一條有向線段.
③大小：初、末位置間有向線段的長度.
④方向：由初位置指向末位置.
2.思考判斷
(1)路程的大小一定大于位移的大小.(×)
(2)物體運動時，路程相等，位移一定也相等.(×)
(3)列車里程表中標出的北京到天津122 km，指的是列車從北京到天津的路程.(√)
探究交流
一個人從北京去重慶，可以乘火車，也可以乘飛機，還可以先乘火車到武漢，然后再乘輪船沿長江到重慶，如圖所示，則他的運動軌跡、位置變動、走過的路程和他的位移是否相同?
【提示】 他的運動軌跡不同，走過的路程不同;他的位置變動相同，位移相同.
三、矢量和標量
1.基本知識
(1)矢量
既有大小又有方向的物理量.如位移、力等.
(2)標量
只有大小、沒有方向的物理量.如質量、時間、路程等.
(3)運算法則
兩個標量的加減遵從算術加減法，而矢量則不同，后面將學習到.
2.思考判斷
(1)負5 m的位移比正3 m的位移小.(×)
(2)李強向東行進5 m，張偉向北行進也5 m，他們的位移不同.(√)
(3)路程是標量，位移是矢量.(√)
探究交流
溫度是標量還是矢量?+2 ℃和-5 ℃哪一個溫度高?
【提示】 溫度是標量，其正、負表示相對大小，所以+2 ℃比-5 ℃溫度高.
四、直線運動的位置和位移
1.基本知識
如圖所示，一個物體沿直線從A點運動到B點，若A、B兩點的位置坐標分別為xA和xB，則物體的位移為Δx=xB-xA.
若圖中的單位長度為1 m，則xA=3 m，xB=-2 m，Δx=-5_m.
2.思考判斷
(1)位置坐標就是位移.(×)
(2)初末兩位置坐標為正時，位移一定是正.(×)
(3)初末兩位置坐標為負時，位移可能為正.(√)
探究交流
上面例子中若物體到達B點接著又回到A點，那么第二個過程的位移是多少?整個過程的位移又是多少?
【提示】 第二個過程的位移為Δx=3 m-(-2 m)=5 m.整個過程的位移為零.
五、時間間隔與時刻的理解
【問題導思】
1.班里的作息時間表上的數據，表示的是時刻，還是表示時間間隔?
2.結合實際，你能列舉出哪些關于時間間隔和時刻的說法?
3.時間間隔與時刻怎么區(qū)分?
1.時刻與時間間隔的區(qū)別與聯(lián)系
2.表示時間的數軸
注意兩點：(1)第n s(內)是時間間隔，時間是1 s;
(2)第n s末與第(n+1)s初是同一時刻.
特別提醒
人們在日常生活中所說的“時間”，其含義不盡相同，有時是指時刻，有時是指時間間隔，在物理學中，“時間”的含義就是時間間隔.
例：以下畫線的數字指時刻的是( )
A.某中學的作息時間表上寫著，第四節(jié)：10∶15～10∶55
B.劉翔跨欄記錄為12.91_s
C.中央電視臺《星光大道》欄目每晚7∶30準時與您見面
D.午休從12∶10開始
【審題指導】 解答該題需注意以下兩點：
(1)時間間隔對應著某個事件所經歷的某個過程.
(2)時刻對應著某個事件開始、結束或進行到某一狀態(tài)時所對應的瞬間.
【答案】 ACD
六、路程和位移的理解
【問題導思】
1.在學校操場上，轉了一圈，位移和路程分別是多少?
2.位移和路程在大小上有什么關系?在什么情況下，位移的大小才等于路程?
3.位移與路徑有關嗎?路程與路徑呢?
路程和位移的比較如下表所示
特別提醒
1.如果某段時間內某物體通過的路程為零，則這段時間內物體靜止;但如果位移為零，則在這段時間內物體不一定靜止.
2.位移可用“+”、“-”表示，但位移的正、負不表示大小，僅表示方向.
例：同學們都喜歡上體育課，一年一度的學校運動會同學們更是期待很大.如圖所示為某學校田徑運動場跑道的示意圖，其中A點是所有跑步項目的終點，也是400 m、800 m賽跑的起跑點，B點是100 m賽跑的起跑點.在一次校運動會中，甲、乙、丙三位同學分別參加了100 m、400 m和800 m賽跑，則從開始比賽到比賽結束時( )
A.甲的位移最大
B.丙的位移最大
C.乙、丙的路程相等
D.丙的路程最大
【審題指導】 解答思路是：
路程→找軌跡→軌跡長度表示大小
位移→連線段→線段長度表示大小
【答案】 AD
規(guī)律總結：位移與路程的關系
1.位移與路程永遠不可能相同.因為位移是矢量，既有大小又有方向;而路程是標量，它只有大小沒有方向.兩者的運算法則不同.
2.位移大小與路程可能相等，一般情況下，位移大小都要小于路程，只有當物體做單向直線運動時，位移大小才與路程相等.
板書
§1.2時間和位移
1.時間時間是時間間隔的簡稱，指一段持續(xù)的時間間隔。兩個時刻的間隔表示一段時間，在時間坐標軸上對應于一段
2.時刻時刻是指某一瞬時，在時間坐標軸上對應于一點
3.位移初位置指向末位置的有向線段表示位移，描述物體位置的改變，是矢量，與運動路徑無關，只由初末位置決定
4.路程質點運動軌跡的長度，是標量，取決于物體運動路徑
5.矢量矢量既有大小，又有方向
6.標量只有大小，沒有方向，標量相加遵從算術加法的法則
7.位置用坐標表示位置
8.位移用位置坐標的變化量表示物體位移
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